实现双链表各种基本运算的方法

#include <stdio.h>
#include <malloc.h>
#include <stdbool.h>

typedef int ElemType;

typedef struct DNode
{
    ElemType data;
    struct DNode *prior;//指向前驱结点
    struct DNode *next;//指向后继结点
}DLinkNode;//声明双链表结点类型


/*------------------------头插法建立双链表--------------------------*/
static void create_list_front(DLinkNode *&L, ElemType a[], int n)//指针的引用
{
    DLinkNode *s;

    // 创建头结点
    L = (DLinkNode *)malloc(sizeof(DLinkNode));
    L->prior = L->next = NULL;

    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        // 创建新结点
        s = (DLinkNode *)malloc(sizeof(DLinkNode));
        // 数据域
        s->data = a[i];
        // 将结点s插在原开始结点之前,头结点之后
        s->next = L->next;
        if(L->next != NULL)
            L->next->prior = s;
        L->next = s;
        s->prior = L;
    }
}

/*------------------------尾插法建立双链表--------------------------*/
static void create_list_rear(DLinkNode *&L, ElemType a[], int n)
{
    DLinkNode *s, *r;

    // 创建头结点
    L = (DLinkNode *)malloc(sizeof(DLinkNode));
    L->prior = L->next = NULL;
    r = L; // r始终指向终端结点,开始时指向头结点

    for(int i = 0; i < n; i++)
    {
        // 创建新结点
        s = (DLinkNode *)malloc(sizeof(DLinkNode));
        // 数据域
        s->data = a[i];
        // 将结点s插入结点r之后
        r->next = s;s->prior = r;

        r = s;
    }
    // 尾结点next域置为NULL
    r->next = NULL;
}

/*------------------------初始化线性表--------------------------*/
static void init_list(DLinkNode *&L)
{
    // 创建头结点
    L = (DLinkNode *)malloc(sizeof(DLinkNode));
    L->prior = L->next = NULL;
}

/*------------------------销毁线性表--------------------------*/
static void destroy_list(DLinkNode *&L)
{
    DLinkNode *pre = L, *p = pre->next;

    while(p != NULL)
    {
        free(pre);
        // pre,p同步后移一个结点
        pre = p;
        p = pre->next;
    }
    free(p);
}

/*------------------------判断线性表是否为空表--------------------------*/
static bool list_empty(DLinkNode *L)
{
    return (L->next == NULL);
}

/*------------------------求线性表的长度--------------------------*/
static int list_length(DLinkNode *L)
{
    DLinkNode *p = L;
    int i = 0; // p指向头结点,i设置为0

    while(p->next != NULL)//找尾结点
    {
        i++;
        p = p->next;
    }

    return i;
}

/*------------------------输出线性表--------------------------*/
static void display_list(DLinkNode *L)
{
    DLinkNode *p = L->next;

    while(p != NULL)
    {
        printf("%c ", p->data);
        p = p->next;
    }
    printf("\n");
}

/*------------------------插入第i个元素--------------------------*/
static bool list_insert(DLinkNode *&L, int i, ElemType e)//指针的引用
{
    int j = 0;
    DLinkNode *p = L, *s; // p指向头结点,j设置为0

    //i错误返回假
    if(i <= 0)
        return false;

    //查找第i-1个结点p
    while(j < i - 1 && p != NULL)
    {
        j++;
        p = p->next;
    }

    //未找到第i-1个结点
    if(p == NULL)
        return false;
    else //找到第i-1个结点p
    {
        //创建新结点s
        s = (DLinkNode *)malloc(sizeof(DLinkNode));
        s->data = e;
        //将结点s插入到结点p之后
        s->next = p->next;
        if(p->next != NULL)
            p->next->prior = s;
        s->prior = p;
        p->next = s;
        return true;
    }
}

/*------------------------求线性表中第i个元素值--------------------------*/
static bool get_elem(DLinkNode *L, int i, ElemType &e)
{
    int j = 0;
    DLinkNode *p = L;

    //i错误返回假
    if(i <= 0)
        return false;

    //查找第i个结点p
    while(j < i && p != NULL)
    {
        j++;
        p = p->next;
    }
    //没有找到返回假
    if(p == NULL)
        return false;
    else //找到了提取值并返回true
    {
        e = p->data;
        return true;
    }
}

/*------------------------查找第一个数据域为e的元素的序号--------------------------*/
static int locate_elem(DLinkNode *L, ElemType e)
{
    int i = 1;
    DLinkNode *p = L->next;

    while(p != NULL && p->data != e)//查找第一个值域为e的结点p
    {
        i++;//i对应结点p的序号
        p = p->next;
    }

    if(p == NULL) //没有找到返回0
        return 0;
    else //找到返回其序号
        return i;
}

/*------------------------删除第i个元素--------------------------*/
static bool list_delete(DLinkNode *&L, int i, ElemType &e)
{
    int j = 0;
    DLinkNode *p = L, *q; // p指向头结点,j设置为0

    //i错误返回假
    if(i <= 0)
        return false;
    //查找第i-1个结点p
    while(j < i - 1 && p != NULL)
    {
        j++;
        p = p->next;
    }
    //未找到第i-1个结点
    if(p == NULL)
        return false;
    else //找到第i-1个结点p
    {
        q = p->next;//q指向第i个结点
        //当不存在第i个结点时返回false
        if(q == NULL)
            return false;
        e = q->data;
        //从双链表中删除结点q
        p->next = q->next;
        //若p结点存在后继结点,修改其前驱指针
        if(p->next != NULL)
            p->next->prior = p;
        //释放q结点
        free(q);

        return true;
    }
}


int main(void)
{
    DLinkNode *h;
    ElemType e;

    printf("双链表的基本运算如下:\n");
    printf("(1)初始化双链表h\n");
    init_list(h);
    printf("(2)依次采用尾插法插入a,b,c,d,e元素\n");
    list_insert(h, 1, 'a');
    list_insert(h, 2, 'b');
    list_insert(h, 3, 'c');
    list_insert(h, 4, 'd');
    list_insert(h, 5, 'e');
    printf("(3)输出双链表h:");
    display_list(h);
    printf("(4)双链表h长度:%d\n", list_length(h));
    printf("(5)双链表h为%s\n", (list_empty(h) ? "空" : "非空"));
    get_elem(h, 3, e);
    printf("(6)双链表h的第3个元素:%c\n", e);
    printf("(7)元素e的位置:%d\n", locate_elem(h, 'e'));
    printf("(8)在第4个元素位置上插入f元素\n");
    list_insert(h, 4, 'f');
    printf("(9)输出双链表h:");
    display_list(h);
    printf("(10)删除h的第3个元素\n");
    list_delete(h, 3, e);
    printf("(11)输出双链表h:");
    display_list(h);
    printf("(12)释放双链表h\n");
    destroy_list(h);

    return 0;
}
测试结果

双链表的基本运算如下:
(1)初始化双链表h
(2)依次采用尾插法插入a,b,c,d,e元素
(3)输出双链表h:a b c d e
(4)双链表h长度:5
(5)双链表h为非空
(6)双链表h的第3个元素:c
(7)元素e的位置:5
(8)在第4个元素位置上插入f元素
(9)输出双链表h:a b c f d e
(10)删除h的第3个元素
(11)输出双链表h:a b f d e
(12)释放双链表h

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